CN112531336B - 一种宽频5g天线 - Google Patents

一种宽频5g天线 Download PDF

Info

Publication number
CN112531336B
CN112531336B CN202011380206.3A CN202011380206A CN112531336B CN 112531336 B CN112531336 B CN 112531336B CN 202011380206 A CN202011380206 A CN 202011380206A CN 112531336 B CN112531336 B CN 112531336B
Authority
CN
China
Prior art keywords
central
radiating
line
broadband
concave cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011380206.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112531336A (zh
Inventor
刘冬春
华静
王宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kexincheng Precision Technology Jiangsu Co ltd
Original Assignee
Kexincheng Precision Technology Jiangsu Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kexincheng Precision Technology Jiangsu Co ltd filed Critical Kexincheng Precision Technology Jiangsu Co ltd
Priority to CN202011380206.3A priority Critical patent/CN112531336B/zh
Publication of CN112531336A publication Critical patent/CN112531336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112531336B publication Critical patent/CN112531336B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种宽频5G天线，包括基板、第一辐射振子和第二辐射振子；第一辐射振子和第二辐射振子均以基板轴线为中心线呈对称结构；第一辐射振子朝向第二辐射振子的方向沿中心线形成一中心馈线，中心馈线末端设置有馈电点；第二辐射振子在其中心线上设置有接地点，并具有一可容纳中心馈线的凹形腔；中心馈线与凹形腔相配合的区域中，中心馈线和/或凹形腔至少有一段区域与其他区域的宽度不相同。本发明的宽频5G天线，带宽宽，不仅满足国内5G高频需求，同时低频、中频带宽性能均能很好地满足需求，可通用于2G/3G/4G/5G/GPS/WIFI频段，同时可以兼容SUB6G所有国内外运营商频段。

Description

一种宽频5G天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种宽频5G天线。
背景技术
随着5G技术越来越成熟，已经慢慢普及到我们日常生活和工作中。2017年中国工业信息部已经确定了5G频段，即3.3-3.8G/4.4G-4.8G。5G网络即第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数10Gb，比4G网络的传输速度快数百倍。5G性能的目标是高数据速率，减少延迟，节省能源，降低成本，提高系统容量和大规模设备连接。这样，毋庸置疑，天线就自然成为万物互联的载体，起到传送和接受信号的作用。
由于5G新增了高频频段，频率变宽，之前的大部分4G天线只能满足800MHZ-960MHZ/1710-2700MHZ的带宽需求，性能方面满足不了5G高频需求。目前的5G天线都是单极化天线，SAR值偏高，并且部分天线覆盖不了低频和GPS/北斗频段，高低频兼容性比较差。
发明内容
本专利申请的目的在于提供一种宽频5G天线，不仅满足国内5G高频需求，同时其低频、中频带宽性能也可满足需求，还可通用于2G/3G/4G/5G/GPS/WIFI频段。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种宽频5G天线，包括基板(1)和设置在基板(1)上的第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)；
第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)均以基板(1)轴线为中心线呈对称结构；
第一辐射振子(2)朝向第二辐射振子(3)的方向沿中心线形成一中心馈线(6)；
第一辐射振子(2)在中心馈线(6)末端设置有馈电点(4)；
第二辐射振子(3)在其中心线上设置有接地点(5) ，并具有一可容纳中心馈线(6)的凹形腔(31)；
中心馈线(6)与凹形腔(31)相配合的区域中，中心馈线(6)和/或凹形腔(31)至少有一段区域与其他区域的宽度不相同。
进一步地，由第二辐射振子(3) 形成凹形腔(31)的两个侧壁(313)，第二辐射振子(3)在凹形腔(31)的口部两侧分别折向远离第一辐射振子(2)的方向并沿与中心线相平行的方向进行延伸形成延伸部(314)。
进一步地，位于凹形腔(31)同一侧的延伸部(314)与侧壁(313)之间形成有一端开口的间隙(a)。
进一步地，馈电点(4)通过中心馈线(6)与第一辐射振子(2)电连接，接地点(5)与第二辐射振子(3)电连接。
进一步地，第一辐射振子(2)为低频振子，第二辐射振子(3) 为中高频振子。
进一步地，凹形腔(31)口部区域(311)与中心馈线(6)之间形成的缝隙大于凹形腔(31)内部区域(312)与中心馈线(6)之间形成的缝隙。
进一步地，凹形腔(31) 内壁上具有台阶(b)，由台阶(b)将凹形腔(31)分成口部区域(311)和内部区域(312)，口部区域(311)的宽度大于内部区域(312)的宽度。
进一步地，中心馈线(6)位于所述凹形腔(31)口部区域(311)的一段(61)宽度小于所述中心馈线(6)延伸进入所述凹形腔(31)内部区域(312)中的另一段(62)宽度。
进一步地，宽频5G天线为单面天线，第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)设置于基板(1)的同一表面。
进一步地，宽频5G天线的电流回路分布为以基板(1)轴线为对称轴的完全对称的长方形回路。
本发明所达到的有益效果：
本发明的宽频5G天线，带宽宽，不仅满足国内5G高频需求，同时低频、中频带宽性能均能很好地满足需求，可通用于2G/3G/4G/5G/GPS/WIFI频段，同时可以兼容SUB6G所有国内外运营商频段。进一步地，本发明天线的SAR值更低，并且通用性强，其结构能够针对不同应用环境做出适应性调整，简单调整就可满足需求。
附图说明
图1是本实施例的天线结构示意图；
图2是本实施例的天线与常规外置天线的VSWR性能对比图；
图3是本实施例的天线性能表；
图4是本实施例的天线在XY平面的辐射场型图；
图5是本实施例的天线在YZ平面的辐射场型图；
图6是本实施例的天线在XZ平面的辐射场型图；
图7是本实施例的天线电流回路分布的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例中的天线包括基板1、低频振子2和中高频振子3。低频振子2和中高频振子3均以基板1轴线为中心线呈对称结构；低频振子2朝向中高频振子3的方向沿中心线形成一中心馈线6；低频振子2在中心馈线6末端设置有馈电点4即信号点；中高频振子3在其中心线上设置有接地点5；中高频振子3具有一可容纳中心馈线6的凹形腔31；中心馈线6与凹形腔31相配合的区域中，中心馈线6和/或凹形腔31至少有一段区域宽度与其他区域不同。
由中高频振子3 形成的凹形腔31的两个侧壁313，在凹形腔31的口部两侧分别折向远离低频振子2的方向并沿与中心线相平行的方向进行延伸形成延伸部314，可以根据需要调节其延伸长度，形成对中高频振子3的独立调试，以满足5G高频段3300-5000MHZ的性能需求。低频振子2在远离中高频振子3的一端21也可以沿与中心线相平行的方向进行延伸，形成对低频振子2的独立调试，以满足天线低频段600-960MHZ的性能需求。
凹形腔31同一侧的延伸部314与侧壁313之间形成的一端开口的间隙a可以随延伸部314向外敞开并延伸，使天线的SAR值相较其它天线更低。
馈电点4通过中心馈线6与低频振子2电连接。接地点5与中高频振子3电连接。
本实施例中，凹形腔31以中心馈线6为对称轴呈对称结构，使天线整体结构完全对称。如图7所示，本实施例中以虚线表示的天线回路电流LI分布均匀，电流回路分布以基板轴线为对称轴呈两侧完全对称的长方形回路，因此SAR值可相较其它天线要低得多。另外，如图4、图5和图6所示，这种对称结构使得本实施例天线的辐射场型比较圆润，满足全向辐射需求，避免死角。
中心馈线6与凹形腔31相配合的区域中，中心馈线6、凹形腔31至少有一段区域的宽度与其他区域的不同，以满足中频段1710-2690MHZ的性能需求。具体地，可以采用几种方式，如可以改变凹形腔31的宽度，也可以改变中心馈线6的宽度，还可以凹形腔31与中心馈线6的宽度同时改变。
详细而言，可以采用凹形腔31口部区域311与中心馈线6之间形成的间隙大于凹形腔31内部区域312与中心馈线6之间形成的间隙来实现。
也可以采用在凹形腔31 内壁上设置台阶b，由台阶b将凹形腔31分成口部区域311和内部区域312，使得口部区域311的宽度大于内部区域312的宽度，来实现凹形腔31的宽度的变化。
还可以采用中心馈线6位于凹形腔31口部区域311的一段61其宽度小于中心馈线6延伸进入凹形腔31内部区域312中的另一段62宽度，来实现中心馈线6的宽度的变化。
本实施例的天线为单面天线，低频振子2和中高频振子3设置于基板1的同一表面。本发明天线具有以下优点：
整个天线的带宽非常宽，如图2所示，有效频率范围为：
617MHZ-960MHZ/1400MHZ-2700MHZ/3300MHZ-3800MHZ/4400MHZ-4800MHZ，针对不同环境使用时抗干扰能力比较强，如玻璃钢天线、胶棒天线、内置天线都可以使用。
天线的形式可以采用单面PCB板或FPC软板形式，满足不同应用环境的要求。
低频振子从中间馈线延伸出来，且延伸末端用粗体线路，提高了整个频段带宽，从而满足600-960MHZ低频段的性能需求。
通过调整高、低频振子的耦合间距大小来倍频出高频性能，既能满足宽频带宽，又能提升效率，从而能够满足1400-5000MHZ中高频段的性能需求。
天线不同频段调试位置比较独立，针对不同环境要求做细微调整比较方便。天线高、低频振子比较独立且主要辐射体在中间，在安装的时候周边安装固定孔对天线性能基本没有影响。
天线采用的是两边用地，中间走芯线的形式，如图3性能表所示，不仅满足效率需求，相应的通过地反射，增益也提升很多。
如图3性能表所示，天线效率在低频段能够满足大于45%的效率要求，中频段满足大于55%的效率要求，高频段满足大于50%的效率要求，较普通天线，性能参数有很大提升。
此外，天线在960MHZ~1710MHZ这一频段也具有很好的性能参数。如图2 VSWR性能对比图所示，大部分天线因带宽不够，在此频段会做一些VSWR波峰，但本天线依然会满足VSWR小于3.0，效率大于40%（参图3）的性能需求，可满足GPS和北斗天线性能参数需求，从而能做到一支天线可以多频。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种宽频5G天线，包括基板(1)和设置在基板(1)上的第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)；其特征是，
第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)均以基板(1)轴线为中心线呈对称结构；
第一辐射振子(2)朝向第二辐射振子(3)的方向沿中心线形成一中心馈线(6)；
所述第一辐射振子(2)在中心馈线(6)末端设置有馈电点(4)；
所述第二辐射振子(3)在其中心线上设置有接地点(5)；
所述第二辐射振子(3)具有一可容纳中心馈线(6)的凹形腔(31)；
所述中心馈线(6)与凹形腔(31)相配合的区域中，中心馈线(6)和/或凹形腔(31)至少有一段区域与其他区域的宽度不相同；
第一辐射振子(2)从中心馈线延伸出来，且延伸末端用粗体线路，满足600-960MHZ低频段的性能需求；
通过调整第一辐射振子(2)、第二辐射振子(3)的耦合间距大小来倍频出高频性能，满足1400-5000MHZ中高频段的性能需求；
由所述第二辐射振子(3)形成凹形腔(31)的两个侧壁(313)，所述第二辐射振子(3)在凹形腔(31)的口部两侧分别折向远离第一辐射振子(2)的方向并沿与中心线相平行的方向进行延伸形成延伸部(314)。
2.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，位于凹形腔(31)同一侧的延伸部(314)与侧壁(313)之间形成有一端开口的间隙(a)。
3.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，馈电点(4)通过中心馈线(6)与第一辐射振子(2)电连接，接地点(5)与第二辐射振子(3)电连接。
4.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，第一辐射振子(2)为低频振子，第二辐射振子(3)为中高频振子。
5.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，所述凹形腔(31)口部区域(311)与中心馈线(6)之间形成的缝隙大于所述凹形腔(31)内部区域(312)与中心馈线(6)之间形成的缝隙。
6.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，所述凹形腔(31)内壁上具有台阶(b)，由台阶(b)将凹形腔(31)分成口部区域(311)和内部区域(312)，口部区域(311)的宽度大于内部区域(312)的宽度。
7.根据权利要求1或6所述的宽频5G天线，其特征是，所述中心馈线(6)位于所述凹形腔(31)口部区域(311)的一段(61)宽度小于所述中心馈线(6)延伸进入所述凹形腔(31)内部区域(312)中的另一段(62)宽度。
8.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，所述宽频5G天线为单面天线，所述第一辐射振子(2)和第二辐射振子(3)设置于所述基板(1)的同一表面。
9.根据权利要求1所述的宽频5G天线，其特征是，所述宽频5G天线的电流回路分布为以基板(1)轴线为对称轴的完全对称的长方形回路。
CN202011380206.3A 2020-12-01 2020-12-01 一种宽频5g天线 Active CN112531336B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011380206.3A CN112531336B (zh) 2020-12-01 2020-12-01 一种宽频5g天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011380206.3A CN112531336B (zh) 2020-12-01 2020-12-01 一种宽频5g天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112531336A CN112531336A (zh) 2021-03-19
CN112531336B true CN112531336B (zh) 2023-05-23

Family

ID=74995584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011380206.3A Active CN112531336B (zh) 2020-12-01 2020-12-01 一种宽频5g天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112531336B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150097748A1 (en) * 2013-10-08 2015-04-09 Pc-Tel, Inc. Wide band lte antenna
CN105244610B (zh) * 2015-10-12 2018-03-27 常熟市泓博通讯技术股份有限公司 一种宽频4g外置pcb板天线
CN207353449U (zh) * 2017-11-10 2018-05-11 深圳市必联电子有限公司 一种无线路由器天线
CN110970717A (zh) * 2019-12-27 2020-04-07 耀登电通科技（昆山）有限公司 一种宽频Sub-6G外置PCB板天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112531336A (zh) 2021-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022206237A1 (zh) 天线组件及电子设备
CN110444877B (zh) 一种5g通信终端天线
CN110676575B (zh) 一种小型化的高增益双频wifi天线
CN113193360A (zh) 基于电磁耦合抵消的自解耦mimo天线
CN201601223U (zh) 一种小型化双频全向微带天线
CN211743413U (zh) 多频段pcb天线及无线通讯设备
CN211700569U (zh) 一种可调节隔离度的天线
CN112531336B (zh) 一种宽频5g天线
CN202817178U (zh) 双频单级天线及其移动终端
CN209658395U (zh) 一种小型化超宽带十频段手机天线
CN208478566U (zh) 一种小型化高隔离度的mimo天线
CN110970717A (zh) 一种宽频Sub-6G外置PCB板天线
CN208489353U (zh) 一种应用于wlan的小型化双频pifa天线
CN109742539A (zh) 一种具有宽带及滤波特性的贴片天线
CN109802225A (zh) 一种微带滤波天线
CN213636298U (zh) 一种宽频段全向天线
CN210956993U (zh) 一种宽频Sub-6G外置PCB板天线
CN110600862B (zh) 一种应用于物联网的耦合馈电的双频pifa天线
CN213584172U (zh) 一种5g对称式天线
CN113067142A (zh) 一种天线及遥控装置
CN108336481B (zh) 一种天线系统及移动终端
CN220774752U (zh) 一种loop天线
CN201490341U (zh) 宽频带微波抛物面天线馈源
CN214505770U (zh) 一种宽频外置天线
CN218548786U (zh) 多频段5g天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant